浅谈水电站消防自动化设计

顾静杰

摘要：目前各大中型水电站其设计控制要求“无人值班，少人值守”。提高消防系统自动化程度是提高水电站安全管理层次的重要手段之一，它可以减少人员因不专业操作失误造成不良后果，实现消防自动化后一方面可以减少人员投入，还大大提高消防灭火的反应速度，为扑灭初起火灾提供可靠保障。本文以作者亲历的多个大型水电站消防建设经验为起点，介绍了大中型水电站中消防设计应注意问题，以及消防自动化系统设计、建设思路和实现方法。

关键词：水电站;无人值守;消防;自动化;设计

一、目前水电站消防建设中存在的问题

1.规范标准不配套

目前在建筑消防设计中，已有《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》等新颁布的国家标准。而专门针对水电站消防设计的国家标准存在严重滞后问题，仅有1990年颁布的《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）和1993年颁布的《电力设备典型消防规程》（DL5027-93）可执行。这两个专业规范与前述新版国标规范间存在较大差异，颁布时间较早且较多细节规定不明确，完全跟不上现代新技术的应用和发展。这造成了在水电站消防设计、审查和验收过程中，因对规范理解分歧较多，难以一步到位，在实施中频繁修改。

2.设计方面

大中型水电站一般投资大、建设工期长，按现代化建设速度一般也需要五、六年，甚至长达十几年之久。因此不可能整个项目一次完成全部设计，都在建设过程中逐步由粗到细进行设计。而消防设计所涉及面广、涉及专业众多，这使得设计前后配合及各专业间配合上衔接不到位，漏洞较多。

另外绝大多数设计院没有专门的消防设计专业，多由水机、电气等专业设计人员兼顾，且很多设计人员跟不上新规范标准的更新，从而消防专业设计滞后，这将导致后期实施中各种设计问题突出。

3.建设方面

对于大型水电站其消防专业设备较多、工程量大，在建设中往往被建设单位分解成几部分由不同的专业单位施工，而没有很专业的统一协调，这造成一体性较强的系统被拆分开来做，增加了更多的相互接口问题，降低了系统质量和性能。

二、水电站消防设计基本思路

水电站消防设计是非常复杂的，所涉及的专业和规范标准众多;本文篇幅有限，在此仅对消防设计中常出现的问题提出注意要点：

1.建筑设计中防火分区的划分，在“水规”（90版）中对于水电站防火分区划分规定不明确，若参照“建规”（2005版），按照建规3.3.3条规定，对于大中型水电站是无法参照的，满足水电站生产工艺就无法满足建规的防火分区要求。

2.注意安全疏散出口，特别是端部副厂房或上下游副厂房，要注意疏散楼梯及出口数量满足规范要求，当疏散楼梯无自然排烟时应设防烟楼间。

3.注意通风及防排烟系统结构形式，水电站的通风及排烟较多，特别是地下厂房则更为复杂。在设计时应注意进风、排风流向与建筑结构相互配合。另外排烟与排风管（道）在厂房内应分开设置，不应混合，排烟不得循环回流并应有防止烟气倒灌的措施。

4.消防灭火系统选择，对于无人值守的水电站来说，自动灭火系统显得更为重要。虽然水是最廉价的灭火剂，众所周知，水电站是以水为动力发电的，整个水电站中几乎所有设备无不与电相关，带电的设备最忌的就是水，对于电气设备用水灭火及灭火后到处横流的水带来的二次灾害远比火灾损失要大。如发电机组内灭火系统，国内绝大部分水电站一直以来沿用70年代的水喷雾灭火，而在实际中几乎所有水电站在投运后，都关闭相关阀门，并严防水渍进入机组;对无人值守的运行方式，如机组发生火灾，则该系统更多的仅是摆设而已;即使喷雾灭火，灭火后对机组的损害比机组火灾损害还大。其根源在系统灭火系统选择上，是仅为满足规范标准还是真为机组安全保护考虑？在此笔者建议采用新的气体灭火更为适宜。

5.消防自动控制系统

消防自动报警及控制系统是整个水电站消防系统的大脑，它把预防、自动灭火控制等各系统连接成一个有机整体，提高各系统的有效性和及时性，并实现高度的自动化。

5.1 基本原则。水电站消防监控系统必须满足电站“无人值班，少人值守”运行的要求，具有高智能化、高可靠性及安全性，并方便现场的扩展，所有危及电站设备安全的火灾事故均能采用自动联动方式进行火灾隔离和灭火处理。系统设备须能适应强电磁干扰环境，具有良好的抗震、防尘和防湿性能;应能昼夜全天侯工作，系统中任意单个器件故障或在线检测时，不应导致系统的误动和拒动。采用模块化设计，具有友好的人机界面，并具有与电站计算机监控系统、通风系统、工业电视等系统的联动和通信功能。

5.2 系统设计。为建立健立一个高度自动化的消防控制系统，宜采用集散结合的方式。对于现场设备的布置应根据其建筑内部功能火灾危险性及建筑空间的特点进行综合分析，采用科技含量高和可靠性、自动化程度高的与现场情况相适应的探测和控制设备。对于水规、建规等设计规范中的要求有一定的参照性，但也有较多不适宜处，应结合现场情况进行性能化设计。

在探测方式上也有一些较好的先进产品，在烟雾探测方面有点式智能感烟探测器、吸气式烟雾探测器等;在温度探测方面有点式智能感温探测器、分布式光纤测温系统、还有传统的感温电缆等;其它的如多波段火焰探测器、防爆探测器等，以及目前较为先进的、结合CCTV与火灾探测技术为一体的智能图像火灾探测系统等。这些设备为我们依据火灾特征进行系统性能化设计提供了条件。

三、系统建设

1.对存在问题的对策

水电站消防设计是一项复杂的系统工作，关于依据标准，在专业的新版水利水电规范出台前，目前大多水電站采用了参考水规、建规，结合工程结构为基础，依据相关的专业规范进行设计的一种方式。在设计过程中，因消防专业涉及面较广，在设计时需与相关专业进行深入沟通，在清楚建筑布局、通风系统、电气设备布置等前提下才能进行设计，且需要有专业人员统筹考虑各系统的结合和对接，才能形成一个有机整体，而不是简单系统的拼凑。应避免各专业各自设计、互不通气的情况。最后在建设时，宜将消防自动化系统及自动灭火系统等集为一体施工，应避免肢解而增加施工接口，当确需分解开时应有专业人员统一管理协调，否则会导致后期一些不可逆转问题出现。

2.系统建设

水电站消防系统建设最大的特点是在系统建成后，很多部位当设备故障时无法进行维修或更换，比如机组内、主变等带电设备处，电厂为安全稳定生产，决不可以随意能进入这些部位的;那也意味着在一定时间内故障设备得不到及时维修或更换，从而也让应有的系统功能在一定时期内失去效用，这也是一直以来容易被忽视的问题。决不象民建项目一样影响面较小，如有故障可以随时进行维修或更换。故建议前期投入要到位，采用高质量、高性能设备，后期将节省财力、人力。对于水电站消防系统建设，应全面全过程看待其重要性。

四、结束语

水电站消防设计、建设应遵循先进、适用、经济的原则。虽然消防自动化系统作为其整个消防自动控制系统的核心，但整个消防系统的性能提升需要各个系统的最优性能结合，需要结合规范、新产品、新技术的应用，采用性能化设计，提升消防自动化控制系统的整体效能，只有这样，才能建设好高度自动化的系统。

参考文献：

[1]中华人民共和国公安部《建筑设计防火规范》（GB50016-2006），中国计划出版社.

[2]能源部、水利部水利水电规划设计总院等《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）.